Genes: A Blueprint for Health and Disease
Geny zakodowane w naszym DNA są głęboko zaangażowane w wiele aspektów naszego zdrowia. Działają one jak swoisty plan budowy, działania i naprawy naszych ciał przez całe życie. Geny dostarczają instrukcji do tworzenia i regulacji elementów składowych naszego ciała. Dziedziczymy po jednej kopii każdego genu od każdego z naszych rodziców, co jest jednym z powodów, dla których każda osoba (z wyjątkiem identycznego rodzeństwa) ma unikalny wygląd i metabolizm.
Wyniki działania genu mogą być dramatycznie zmienione przez mutację nawet jednej pary jego cząsteczek. Określone wersje genów, zwane allelami, są przekazywane w dół przez linię rodziny, potencjalnie tworząc całą populację ludzi, którzy dzielą zdrową cechę, taką jak odporność na raka; bardziej neutralną cechę, taką jak kolor oczu; lub zwiększone ryzyko wystąpienia określonej choroby, takiej jak choroba Alzheimera (AD).
Wielu z nas dowiedziało się o Mendlu, który był austriackim mnichem, i o roślinach grochu, które hodował, odkrywając podstawowe zasady dziedziczenia genetycznego. Podobnie jak w przypadku roślin Mendla, niektóre cechy fizyczne mogą być przekazywane naszemu potomstwu poprzez dziedziczenie nawet jednej wersji genu. Wiele chorób również jest dziedziczonych w ten sposób.
Dominacja autosomalna to termin określający wersję genu, która jest tak wpływowa, że tylko jedna kopia zdominuje inne czynniki. Gen znajduje się na jednym z 22 sparowanych chromosomów, (nie na chromosomach płciowych X lub Y), stąd termin autosomalny. Przytłacza on również efekt każdej innej wersji genu, która jest obecna, dlatego nazywany jest dominującym. Odpowiadając na pytanie Billa o to, czy choroba Alzheimera jest chorobą genetyczną: AD może być przekazywana w ten sposób, ale takie bezpośrednie przekazywanie z rodzica na dziecko jest rzeczywiście rzadkie.
Postępy badawcze w genetyce i proteomice (badanie białek na dużą skalę) pozwoliły na przebadanie zdumiewająco dużej liczby genów i białek. Takie podejście pozwala zidentyfikować bardziej złożony związek między genami a chorobami. Wariacje genów lub białek, powiązane statystycznie z występowaniem konkretnych chorób, czasami wskazują drogę do głębszego zrozumienia procesu chorobowego lub potencjalnych metod leczenia. Zamiast oczekiwać, że jeden gen ponosi odpowiedzialność za przenoszenie choroby, dowiedzieliśmy się, że na podatność na chorobę może wpływać obecność jednego lub więcej genów związanych mniej bezpośrednio z samą chorobą.
Wczesny początek choroby Alzheimera
Oszacuje się, że jedna na dwadzieścia osób z AD ma postać o wczesnym początku (EOAD), klinicznie widoczną przed 60 rokiem życia. Tylko u niewielkiego odsetka z nich choroba rozwinęła się z powodu dziedziczenia autosomalnego dominującego.
Trzy oddzielne wersje genów odpowiadają za znaczną większość przypadków dziedzicznej postaci choroby Alzheimera o wczesnym początku. Wszystkie te geny, APP (amyloid precursor protein), presenilina 1 (PSEN1) i presenilina 2 (PSEN2), wpływają na rozwój toksycznego beta amyloidu, białka niesławnego z powodu jego udziału w blaszkach amyloidowych w AD. Najczęściej występuje PSEN1, a następnie APP. Mutacje PSEN2 znaleziono tylko w niewielkiej liczbie rodzin.
Ostatni początek choroby Alzheimera
Dużo częściej objawy kliniczne i oznaki choroby Alzheimera stają się widoczne po 60 roku życia, a stan ten nazywany jest chorobą Alzheimera o późnym początku (LOAD lub „sporadyczna choroba Alzheimera”). W przypadku LOAD zidentyfikowano szereg genów za pomocą tych podejść statystycznych.
Najważniejszym z nich jest wersja E4 genu apolipoproteiny, określana jako ApoE4. Wiadomo, że wersja E4 zwiększa ryzyko wystąpienia LOAD o współczynnik 2 lub 3. U osób, które mają dwie kopie E4 ryzyko jest 12-krotnie większe. Uważa się, że apolipoproteina E wchodzi w interakcje z gromadzeniem i usuwaniem białka amyloidu, ale jej dokładna rola w AD jest wciąż ustalana. Co ciekawe, wersja E2 może zwiększać odporność na rozwój choroby Alzheimera.
Podsumowanie
Czy zatem choroba Alzheimera jest chorobą genetyczną? Odpowiedź jest skomplikowana.
Zidentyfikowano szereg genów, które zwiększają ryzyko rozwoju późnej postaci choroby Alzheimera. Jednak same genetyczne czynniki ryzyka nie wystarczą, aby wywołać chorobę, dlatego naukowcy aktywnie badają dietę, edukację i środowisko, aby dowiedzieć się, jaką rolę mogą one odgrywać.
Jednakże w przypadku niewielkiego odsetka osób, u których rozwija się choroba Alzheimera o wczesnym początku, jest ona całkowicie uwarunkowana genetycznie. Naukowcy odkryli trzy geny, które mogą powodować tę formę choroby i jeśli ktoś odziedziczy którykolwiek z tych genów od któregokolwiek z rodziców, prawdopodobnie zachoruje na Alzheimera przed 65 rokiem życia.
Źródła:
- Zestaw narzędzi dotyczący choroby Alzheimera (pomocne informacje pozwalające zrozumieć i zarządzać chorobą Alzheimera)
- Informacje ekspertów dotyczące choroby Alzheimera (artykuły)
- Jakie jest Twoje ryzyko?-Choroba Alzheimera o późnym początku (artykuł)
- Choroba Alzheimera o wczesnym początku (artykuł)
- Zmniejszanie ryzyka zachorowania na chorobę Alzheimera (artykuł)
- Badania genetyczne w kierunku choroby Alzheimera (artykuł)
- Co powoduje chorobę Alzheimera? (Artykuł)
- Zrozumieć chorobę Alzheimera: It’s Not Just Forgetfulness (Publication)
- Mayeux R, Stern Y. Epidemiology of Alzheimer Disease. Cold Spring Harb Perspect Med. 2012 Aug; 2(8): a006239. doi: 10.1101/cshperspect.a006239
- Verheijen J, Sleegers K. Understanding Alzheimer Disease at the interface between genetics and transcriptomics. Trends in Genetics 2018, https://doi.org/10.1016/j.tig.2018.02.007
- Pihlstrom L, Wiethoff S, Houlden H. Rozdział 22. Genetyka chorób neurodegeneracyjnych: przegląd. Handbook of Clinical Neurology. Vol 145. 2018. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-802395-2.00022-5
.